Question

在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，左、右两侧分别进行如下可逆反应：2SO2（g）+O2（

在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，左、右两侧分别进行如下可逆反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）；3Fe（s）+4H2O（g）?Fe3O4（g）+4H2（g）．左侧中加入SO2、O2、SO3的物质的量分别为x mol、3.25mol、1mol；右侧中加入9mol的水蒸气和适量的铁粉（忽略铁粉对容器体积的影响）．当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器位置2处．请填写以下空白：（1）若x=1.5，则左侧反应在起始时向______（填“正反应”或“逆反应”）方向进行．欲使反应维持向该方向进行，则x的取值范围是______．（2）若x=2，则左侧反应在起始时向______（填“正反应”或“逆反应”）方向进行，平衡时混合气中SO2所占的体积分数为______．

Answer 1

反应开始时，隔板位于2出，左右容器体积为2：3，如隔板不移动，则左右气体体积应为2：3，右侧中加入9mol的水蒸气，则左侧气体体积之和应为6mol，
（1）若x=1.5，左侧中加入SO₂、O₂、SO₃的物质的量之和为1.5mol+3.25mol+1mol=5.75mol＜6mol，如保持隔板恰好处于反应器位置2处，则左侧反应应向物质的量增大的方向移动，即向逆反应方向移动，如隔板不移动，则左侧物质的量之和为6mol，x=6mol-3.25mol-1mol=1.75mol，
如1mol完全转化为SO₂和O₂，则至少需要（6-3.25-1.5）mol=1.25molSO₂，
故答案为：逆反应；1.25＜x＜1.75；
（2）若x=2，则2mol+3.25mol+1mol=6.25mol＞6mol，如要保持隔板不移动，则左侧平衡应向物质的量减少的方向移动，即向正反应分析移动，
           2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始（mol） 2        3.25     1
转化（mol）x         0.5x     x
平衡（mol）2-x    3.25-0.5x   1+x
则2-x+3.25-0.5x+1+x=6，
x=0.5，
所以平衡时的物质的量为1.5mol，
平衡时混合气中SO₂所占的体积分数为

1.5mol

6mol

=0.25，
故答案为：正反应；0.25．